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Einrichtung zur Lecküberwachung von Rohrleitungen Die Erfindung bezieht
uich auf eine Einrichtung zum Uberwachen und vornehmlich gleichzeitigen Verhindern
des iustrittes von Flüssigkeiten oder Gasen aus Rohrleitungen.
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Die Erfindung hat dabei Bedeutung fUr Rohrleitungen, die dem ransport
von @chäden oder Gefahren verursachenden. Flüssigkeiten oder Gassen dienen, z.B.
in im Erdboden oder innerhalb von Gewässern verlegten Erdgas- oder Ölleitungen.
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3eim Leckwerden oder beim Bruch von Ronrleitungen, die
Medien
von biologisch schädlichen Wirkungen führen, wird die Gesundheit von Pflanzen, Tieren
und Menschen gefährdet, wenn das Leckwerden nicht rechtzeitig angezeigt wirdund
größere Mengen schädlichen Mediums austreten. Man hat daher schon beim Aufstellen
von Behältern, die der Aufnahme von Heizöl dienen, Maßnahmen getroffen, um mögliche
Leckagen zu Eberwachen und rechtzeitige Gegenmaßnahmen zu treffen.
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So ist es bekannt, Heizölbehälter in Kammern unterzubringen, die etwa
austretendes Gut aufzunehmen vermögen und mindestens bis zu einer gewissen Höhe
öldicht ausgebildet sind. Weiterhin ist es bekannt, solche Behälter doppelwandig
auszubilden und in dem Zwischenraum zwischen äußerem Mantel und der eigentlichen
Behälterwand Melde- und Überwachungseinrichtungen anzubringen.
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Alle diese Maßnahmen eignen sich im allgemeinen nur fUr Behalter,
deren Abmessungen eine bestimm-te Länge nicht überschreiten. Bei Rohrleitungen,
die sich tuber größere Strecken hinweg ausdehnen, wurde eine solche Bauweise einen
nicht mehr jsurechtfertigendentechnischenAufwand bedeuten. Die Erfindung zeigt demgegen2ber
einen Weg, wie man eine Rohrleitung grober Länge überwache kann und mit verhältnismäßig
geringem technischen hufwand weitgehend Sicherheit gegen schädliche Auswirkungen
etwaiger Leckagen erreichen kann.
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Die Erfindung besteht darin, daß mindestens ein zur Aufnahme der Leitung
geeigneter zusätzlicher Mantel oder Kanal aolcher Ausbildung und Anordnung vorgesehen
ist, daß innerhalb bestimmter Abschnitte der leitung aus dieser austretendes Medium
längs
des iantel-s oder Kanals in diesem an definierte Stellen gefUhrt und registriert
wird.
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Bei Verwendung von einfach oder mehrfach ummantelten Rohrleitungen
rönnen diese mit Vorteil abschnittsweise geneigt angeordnet werden. Der Mantel kann
dann an der jeweils niedrigsten Stelle mit einem Sammelraum fUr austretendes Gut
versehen sein, allerdings unter der Yoraussetzung, daß es sich dabei um relativ
schwere Medien handelt. Bei Transportleitungen fUr gasförmige Medien oder relativ
leichte flüssige Medien befindet sich dementsprechend ein solcher Sammelraum jeweils
an höchster Stelle.
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Bei Verwendung von Rohrleitungen, die innerhalb von Kanälen größerer
Abmessungen verlegt sind, ist es nicht unbedingt erford@rlich, die Rohrleitungen
selbst abschnittsweise steifend oder fallend zu verlegen, vielmehr gendgt es, im
Kan@l Möglichkeiten zu schaffen, um austretendes Gut auf geneigten Bahnen zu den
geschilderten Sammelräumen zu leiten. In besonders einfacher Weise kann z. B. der
Kanalboden selbst abschnittsweise in diesem abgeschrägt ausgebildet sein.
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Die Erfindung hat sowohl Bedeutung für kantelleitungen oder Leitungskanäle,
bei denen in dem die Leitung umgebenden Raum Luft vorhanden iat, als auch eine geeignete
Flüssigkeit oder ein Gas eingebracht ist. Die Wahl dieses Meaiums hängt vornehmlich
davon ab, welches Medium durch die Rohrleitung transportiert wira, insbesondere
wenn es darum geht, giftige oder attende Flüssigkeiten oder Gase durcn die Rohrleitung
zu
führen.
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An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die
Figuren zeigen AusfUhrungsbeispiele in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen
in stark vereinfachter, zum Teil schematischer Darstellung. Gleiche oder einander
entsprechende Teile sind in sämtlichen Figuren mit leichen Bezugszeichen versehen.
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Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich
um eine im Erdboden verlegte Erdölleitung, die sich über eine große Entfernung ausdehnt.
Naturgemäß hat die Erfindung auch für kurze Rohrleitungen in gleicher Weise Bedeutung.
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Dei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Leitung
als Doppelrohr ausgebildet. Im Innenrohr 1 wird d2s Erdöl gefördert und steht dabei
unter einem Überdruck, sodaß bei Undichtigkeiten oder irgendwelchen Rohrschäden
Öl aus der Druckleitung austritt. Die austretenden Olmengen sind dabei unter Umständen
verhältnismäßig jering. Die bekannten und gebrauchlichen Mengenüberwachungen, bei
denen die am Austritt aer Ronrleitung gemessene Durchsatzmenge mit der in der Rohrleitung
eintretenden Menge verglichen wird, und uie bei Abweichen dieser beiden Mengen voneinander
eine Leckage registriert, arbeiten viel zu ungenau, um diese noch erfassen zu kUnnen.
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Demgegenüber ist es aber durch die Erfindung mUglich, geringste Ivtengen,
die bereits biologisene ScLäden verursachen
können und eine Gefahrenquelle
darstellen, zu erfassen, da die austretenden kleinen Mengen sich in den Sammelraumen
längs der Leitungsführung anreichern.
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Das Innenrohr 1 wird von einem dieses im Abstand umgebenden Mantel
2 umschlossen und die gesamte Rohrleitung ist abschnittsweise steigend und fallend
verlegt, sodaß ausretendes Medium an die niedrigsten Stellen rinnt und sich dort
ansammelt. Es wird dabei angenommen, daß der Zwischenraum zwischen Innenrohr 1 und
Mantel 2 mit Luft gefüllt ist.
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Distanzstücke 3, gegebenenfalls in Gestalt von Stützringen mit Durchbrechungen,
dienen der Einhaltung des erforderlichen Abstandes zwischen Innenrohr 1 und Mantel
2. in den Enden der einzelnen Rohrabschnitte ist der Außenmantel mit Flanschverbindungen
4 rsehen. Ein oammelbehälter 5 an niedriger stelle steht über Kleine Rohre 6 a und
6 b mit dem vom Auwenmantel umschlossenen Raum in Verbindung, sodaß sich in dem
Gefäß 5 das bei Undichtheit aus einem aer beiden anschließenden Rohrabschnitte austretende
Erdöl sammelt. lm Gefäß 5 bzw. in den Rohren 6 a und 6 b können geeignete Meldegeräte
angeordnet sein, die das Vorhandensein austretenden ErdBles an eine Überwachungsstation
signalisieren. Die Meldesignale können dabei noch eine weitere Information in dem
pinne erhalten, daß an zentraler Stelle der Leckageort mit signalisiert wird. Bei
der bieldung wird also noch ein Signal weitergegeben, welches den Meldeort erkennen
läßt, was insbesondere dann von großer Beaeutung ist, v. enn eine Vielzahl
von
Sammelräumen mit Meldeeinrichtungen ausgestattet ist. Ein weiterer Hinweis kann
dann noch gegeben werden, etwa in dem üinn, ob durch das Rohr 5 a bl hindurchtritt
oder ob es sich dabei um das Rohr 5 b handelt. Man weiB dann, ob der rechts oder
ob der links vom Behdlter 5 liegende Rohrabschnitt Undichtigkeiten aufweist. Neiterhin
kann auch bei gröBeren Leckagen das Ausmaß der austretenden Medien dauurch bestimmt
werden, daB nach uberlaufen des Sammelbehälters sowie des an ihn anschließenden
Raumes nach einer gewissen Zeit die Meldeeinrichtungen an benachbarten Sammelbehältern
ansprechen. Eine solche Ausbreitung austretender Medien und ihre Geschwindigkeit
lassen Ruckschlüsse nicht nur auf den Ort, sondern auch das Ausmaß der Undichti£keit
zu.
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Das Sammelgefäß kann auch in anderer Weise an das Mantelrohr angeschlossen
werden, beispielsweise zwischen zwei Rohrflanschen angebracht sein. So ist ein derartiges
zweites Sammelgefäß 7 teil eines Rohrstückes, das beiderseits an das Mantelrohr
angeflanscht ist.
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Wie erwähnt, befindet sich im Zwischenraum zwischen Innenrohr 1 und
Aßenmantel 2 Luft. Zum Ausgleich von Druckschwankungen in diesem Raum und zur Erleichterung
der Luftverdrängung bei einer Leckage können Entlüftungsrohre vorgesehen'ein. Ein
derertiges Ventilationsrohr ist in Figur 1 mit 8 bezeichnet. Dieses Rohr Kann noch
gegebenenfalls einige Meter über dem Erdboden hochgeführt werden, um durch künstliche
Ventilation die Bildung explosiver Gase oder Gasgemische
in Zwischenraum
zwischen Innenrohr 1 und Mantel z zu vermeiden.
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Derartige Rohre 8 können in gewissen Abständen an Stellen der Rohrabschnitte
abgezweigt werden, die entsprechend hoch liegen.
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Man kdnnte natürlich auch daran denken, den Zwischenraum zwischen
Innenrohr 1 und AuBenmantel 2 mit einem anderen Medium zu fUllen, das aber bei einer
möglichen Undichtigkeit des Außenmantels keine Schäden oder Gefahren in dem beschriebenen
pinne hervorrufen darf. Wenn keine Frostgefahr besteht, oder wenn die Leitung in
frostsicherer Tiefe verlegt ist, könnte man daran denken, den Zwijchenraum zwischen
Innenrohr und Außenmantel mit Wasser zu fUllen, das bei einer möglichen Leckage
des Außenrohres im allgemeinen kaum Schäden hervorrufen könnte. Wenn jetzt die FörderflUssigkeit
im Innenrohr ein geringeres spezifisches Gewicht aufweist als das Medium im Raum
zwischen Innenrohr und Außenmantel, sind die Sammelräume umgekehrt wie in der in
Figur 1 dargestellten Ausführungsform an die höchsten Stellen der Rohrleitung zu
legen.
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Die Arbeitsweise entspricht aber dabei im wesentlichen dem geschilderten
Prinzip. Die Verwendung einer geeigneten, gegebenenfalls schwereren Flüssigkeit
im Verhaltnis zum gefbrderten Medium gestattet dauber hinaus ein leichteres Austreiben
des Leckgutes, das entweder längs des Zwischenraumes zwischen Innenrohr und Außenmantel
zusammen mit der dort befindlichen Flüssigkeit abgepumpt werden kann oder noch besser
aurch zusatziiche Rohre, z. B. entsprechend dem Rohr 8, nach oten hin auszutreiben
is.t Bei geeigneter Bemessung der im Innenraum des Rohres 1 und im Zwischenraum
zwischen Innenrohr 1 und Außenmantel 2 herrschendne Drücke kann das
austretende
Fördermedium selbsttätig in das Rohr 8 getrieben und durch dieses abgeschieden werden,
wobei man. lediglich dafUr sorgen mus, daß das aus dem Rohr 8 oben austretende Medium
in geeigneter Weise aufgefangen wird.
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Bei aer Wahl des Gaes oder der Fldssigkeit im Raum zwischen Innenrohr
und Außenmantel kann man naturgemäß auch daran denken, solche Stoffe zu wählen,
die durch chemische Reaktion oder auf andere Weise schädliche Wirkungen austretenden
Leckgutes abschwächen oder neutralisieren.
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Figur 2 zeigt einen ausschnitt aus einer Rohrleitung gemäß Figur 1,
wobei Figur 2 a einen Längsschnitt und Figur 2 b einen Querschnitt versinnbildlichen.
Die Wandung'9des Innenorhres 1 ist hier von einem Stutzring 11 umgeben, der geeignete
usnehmunen aufweist, um den Durchtritt von Leckgut möglichst wenig zu behindern.
Da bei der dargestellten Ausführungsform das Leckgut vornehmlich an tiefster Stelle
längs der Innenwand 10 des Aumenrohres 2 entlangrinnt, ist es zweckmäßig, die abstUtzungen
nicht an diese Stelle, sondern beiderseits hiervon zu legen, um einen freien Durchfluß
offen zu halten.
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Wie Figur 2 weiterhin ernennen lait, ist der Außenmantel 2 geteilt
ausgebildet. Der Unterteil 12 und der Oberteil 22 sind mit 1ängsflanschen 23 und
24 miteinar. der verbunden.
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Auf diese Weise wird Montage und Remontage der hohrleitung erleichtert.
Uoerdies ist es nicht unbedinOt erforderlich, daß die Verbindung 23 und 24 dicht
ist, da, wie geschildert, die Meldeeinrichtung bereits bei geringen austretenden
Lecxmengen
anspricht und ein Flüssigkeitsstand bis zur Hoche der
Längsflansche 23, 24 erst bei schwerwiegenden Rohrbrüchen zu befürchten ist, die
ohnehin ein sofortiges AuBerbetriebsetzen der Leitung verlangen.
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Bei dem in Figur 3 dargestellten ausführungsbeispiel ist ein Duppelrohr
in einem Gewässer unterhalb des Wasserspiegels verlegt. Man kann daran denken, Innenrohr
und Aubenmantel biegsam zu gestalten, beispielsaeise im Jinne sogenannter Schaluch-Panzerrohre,
die an der Wasseroberfläche vorbereitet und danach abgesenkt werden, um Schwierigkeiten
bei der Unterwassermontage zu vermeiden. Innenrohr und Außenmawntel sind hier mit
den gleichen Bezugszeichen wie in den Figuren 1 und 2 bezeichnet. Es entfallen iiier
aber die in Figur l dargestellten Flanschverbindungen, da die Rohre eine ausausreichende
Biegsamkeit aufweisen, um die gewünschte abwechselnde auf- und absteig ende Verlegung
zu ermöglichen.
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Es müssen jetzt lediglich an den tiefsten stellen Sammelrhume mit
geeigneten Meldeeinrichtungen eingebaut werden, lalls nicht, wie aies in Figur 3
darOestellt ist, die durch die Ab iegunCen gebildeten Mulden des Iv : antelrohres
bereits als ausreichende Sammelräume wirksam sind. Mit 15 sind Fundamente für Unterstützung
der Tiefpunkte, mit 16 ein Fundament für Unterstützung eines Hochpunktes bezeichnet.
Zur Rohrbelestigung dienen dabei finie 13, 14 und 17.
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Die in Figur 4 dargestellte Ausführungsform zeigt einen 3chnitt durch
eine Rohrleitung, bei aer eine doppelte Ummantelung im sinne eines Dreifachrohres
vorgesehen ist.
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Das Innenrohr 18 ist mit Hilfe des Stützringes 19 gegen das Rohr
20 abgestützt. Als Abstandhalter zwischen diesem Rohr 20' und dem äußeren Mantel
25 dient ein Distanzring 21. Ein solches Dreifachrohr kommt insbesondere bei Verlegung
der Rohrleitung unter Wasser oder unter einem sonstigen FlUss keitsspiegel in Frage,
damit Undichtigkeiten im äuberen Schutzrohr gemeldet werden können. Auch ier wechseln
steigende und fallende Rohrstränge bei Förderung von Flüssigkeiten.
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Bei Förderung von Gasen können waagerechte Rohrstränge angewendet
werden, bei denen der AuBenraum zwischen Innenrohr und Mantel in Kammern unterteilt
ist.
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In den Figuren 5 und 6 it die Möglichkeit veranschaulicht, eine Rohrleitung
in einem Kan ;. l zu führen, der jetzt die Funktion des Außenmantels bei einem Doppel-oder.
Mehrfachrohr ausübt. Derartige Kanäle bieten den Vorteil, daß jetzt das Innenrohr
nicht mehr geneigt verlegt zu werden bruacht, wenn im Kanal geignete schräge Flächen
angebracht sind oder der Kanalboden selbst geneigt wird.
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Bei der in Figur 5 dergestellten Ausführungsfomr verläfut das Rohr
26, dessen Leckage zu überwachen ist, im wesentlichen horizontal. Die Sohle des
Kanals 27 ist hier in Abschnitte 28, 29, 30 und 31 unterteilt, die abwechselnd Steigung
und Gefälle aufweisen. Der Kanalboden ist mit einer Abdichtung gegen Grundwasser
versehen. Mit 32 ist eine Kammer für Signalgeber bezeichnet, in welcher sich ansammelndes
Leckgut anreichert. Eine Abdeckung 33 kann bei
einem offenen Rohrgraben
möglicherweise entfallen.
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Bei dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Abschnitte
34 und 35 der Kanalsohle stets nur mit Gefälle oder nur mit Steigung verlegt, sodaß
eine Kammer 35 ausschließlich der Anreicherung von im Abschnitt 34 austretendem
Leckgut dient. burch diese Ausführungsart wird zwar die Anzahl der Sammelräume gegenüber
einer in Figur 5 dargestellten Ausführungsform erhöht, dafür sind diese Kammern
aber eidneutig einem bestimmten Abschnitt zugeordnet.
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Die Indikatoren in den Sammelräumen können mechanisch, elektrisch,
optsich, chemisch oder in sonstiger geeigneter Weise ansprechen. Überwachungsanlagen
dieser Art sind an ,. sich bereits bekannt.
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4' Patentansprüche 6 Figuren